Дано:
Масса угля = 5 кг
Массовая доля углерода в угле = 95%
Найти:
Объем воздуха, необходимый для сжигания 5 кг угля.
Решение:
1. Рассчитаем массу углерода в 5 кг угля:
Масса углерода = Масса угля * Массовая доля углерода / 100%
= 5 кг * 95%
= 4.75 кг
2. Напишем уравнение реакции сгорания угля:
C + O2 → CO2↑
Из уравнения видно, что на один моль угля требуется один моль кислорода.
3. Рассчитаем количество молей угля:
Молярная масса угля = 12.01 г/моль
Количество молей угля = Масса угля / Молярная масса угля
= 5000 г / 12.01 г/моль
≈ 416.32 моль
4. Так как количество молей кислорода, необходимое для сгорания угля, равно количеству молей угля, то количество молей кислорода также равно 416.32 моль.
5. Рассчитаем объем кислорода при нормальных условиях (н.у.) по уравнению состояния идеального газа:
PV = nRT
где P - давление газа, V - объем газа, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.
Для нормальных условий (н.у.), давление (P) равно 1 атмосфере, температура (T) равна 273 К, универсальная газовая постоянная (R) равна 0,0821 л*атм/(моль*К).
Объем кислорода при н.у.:
V = n * R * T / P
= 416.32 моль * 0,0821 л*атм/(моль*К) * 273 К / 1 атмосфера
≈ 9 275 л
Ответ:
Для сжигания 5 кг угля с массовой долей углерода 95% необходим объем воздуха, равный примерно 9 275 л.